EP1726260A2 - Method and apparatus for determining neurological impairment - Google Patents
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- EP1726260A2 EP1726260A2 EP06114259A EP06114259A EP1726260A2 EP 1726260 A2 EP1726260 A2 EP 1726260A2 EP 06114259 A EP06114259 A EP 06114259A EP 06114259 A EP06114259 A EP 06114259A EP 1726260 A2 EP1726260 A2 EP 1726260A2
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- European Patent Office
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- eye
- stimulus
- movement
- signal
- stimulating
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- A61B3/00—Apparatus for testing the eyes; Instruments for examining the eyes
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- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B3/00—Apparatus for testing the eyes; Instruments for examining the eyes
- A61B3/10—Objective types, i.e. instruments for examining the eyes independent of the patients' perceptions or reactions
- A61B3/113—Objective types, i.e. instruments for examining the eyes independent of the patients' perceptions or reactions for determining or recording eye movement
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- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/16—Devices for psychotechnics; Testing reaction times ; Devices for evaluating the psychological state
- A61B5/162—Testing reaction times
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- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/16—Devices for psychotechnics; Testing reaction times ; Devices for evaluating the psychological state
- A61B5/163—Devices for psychotechnics; Testing reaction times ; Devices for evaluating the psychological state by tracking eye movement, gaze, or pupil change
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- A61B5/16—Devices for psychotechnics; Testing reaction times ; Devices for evaluating the psychological state
- A61B5/18—Devices for psychotechnics; Testing reaction times ; Devices for evaluating the psychological state for vehicle drivers or machine operators
Definitions
- the invention relates to a method for determining neurological impairments, in which an eye movement of a person to be tested is stimulated, the eye movement is determined and converted into a corresponding electronic signal, and a test signal is obtained from the eye movement after a comparison.
- a method and a device of the type mentioned is from the U.S. Patent No. 4,889,422 known. It is essentially about the detection of a dyslexia, ie an impairment when reading texts. The patient is therefore given a fixed written text to read, which he scans with his eyes. From the way the patient reads the text, that is, whether he has difficulty understanding and therefore returns to the starting point of a line or the like, is based on empirical values on his illness.
- Dyslexia is a relatively rare syndrome, but where there is a certain need to take a look at neurological impairments in a known manner, the issue is the driving ability of a vehicle driver.
- proposals have already been made in various documents, for example in the WO 89/07537 , All these systems have in common that they work relatively slowly and inaccurately; in particular, it is difficult to quickly obtain a useful test signal that provides information about the condition of the driver. Therefore, these systems are neither suitable for the on-going inspection of motorists by the road police, nor for use in the vehicle itself, because the test result is obtained so late that an effective prevention of accidents can hardly be achieved.
- the invention is therefore based on the object, a method of the type mentioned in such a way that a quick statement about the condition of the person or about their neurological impairment can be obtained, in which case the term "neurological" in a very general sense to be understood that is, both physical impairments (such as fatigue of the muscles) and should include physical / neurological impairments.
- the above object is achieved by using a positionally variable stimulus to be followed by the eye and by obtaining the test signal from the comparison of the movement of the stimulus with the movement of the eye.
- the movement patterns differ at all, because the test person simply can not concentrate on the movement of the stimulus. In general, however, it will be the case that the eye can no longer follow with the required speed or acceleration, and in this case it is favorable if, in the comparison, the time interval between the two movements is determined and used for the test signal.
- the optical stimulus is relatively small area, in particular substantially punctiform.
- the invention finally also relates to an apparatus for carrying out the method set out above.
- FIG. 1 shows a first embodiment of an inventive device.
- Figures 2 and 3 are diagrams for explaining the difference of the procedure according to the present invention and that of the prior art, wherein a detail X of Figure 2 is also shown on a larger scale.
- Fig. 4 shows another embodiment of the invention.
- Fig. 1 the eye 4 is shown a person to be tested for driving ability. This person is prompted (or compelled in a corresponding manner), along a line of sight A on a perpendicular to this axis A screen 1, a display or the like. to look.
- a screen 1 may be arranged in a test cabin, but it could also be a transparent LCD display on the windshield of a vehicle for periodically testing the driver be provided so that in a test, the driver's attention is not too distracted from the traffic becomes.
- this screen 1 is slightly unscrewed for clarity of the representation shown on the axis A to the vertical plane.
- On the screen 1 or the like. is a, preferably small-area, for example, of a circle, a rectangle or even a letter or word, in particular a point, formed optical stimulus S shown, from the position S shown in solid lines in a position S 'or S "
- a light source such as a light-emitting diode may be provided at the positions S, S ', S ", these light sources alternately lighting up.
- This solution is preferred as a simplified solution, the light sources being for example as light-emitting diodes on a screen
- the positions S, S ', S "each correspond to a light-emitting diode.
- one is in any case relatively free in choosing the type and form of the stimulus and its positions.
- the point S does not move (only) horizontally but vertically or horizontally and vertically, etc. (X and Y direction).
- This is just when using a screen, i. a two-dimensional display surface, easy and very variable possible.
- the stimulus after each deflection for example in the position S 'or S "returns to a" zero position ", which may be the position S or any other.
- the movement of the stimulus S could be controlled, for example, by an astigmatic device connected to the screen 1 or to a projection device projecting onto this screen, for example (eg with only two positions S and S ', S' and S "or S and S") astable multivibrator.
- an astigmatic device connected to the screen 1 or to a projection device projecting onto this screen, for example (eg with only two positions S and S ', S' and S "or S and S" astable multivibrator.
- a separate device whose output signals would then be fed to an evaluation device 6, but from a single control device. 6 which is expediently formed by a computer.
- the distance of the positions should not be chosen too small expedient, if it is assumed that, for example, a distance which corresponds to a Sehwinkelver selectedung of the eye from 0.2 ° to 03 °, is hardly perceived. Therefore, it is preferred that the distances of the positions of the stimulus S, S ', S "correspond to a visual angle change of the eye 4 of at least 3 °, in particular of at least 5 °, for example 10 °.
- contrast change may be that the stimulating point is displayed on a changing background.
- a dot pattern or a another image which begins to move before the appearance or before the movement of the stimulating image or point or at the moment of the change in the position of the stimulating image.
- a changed, so different or differently moving, background pattern can be shown, so as to disrupt automatic movement of the eye, which could distort the measurement result as possible.
- a background pattern moving, still, or changing the position of the stimulus
- the eye 4 follows the movement of the stimulus, the eye movement is scanned or recorded in a manner known per se.
- the recording of eye movement is in the art - about the focusing of optical systems, such as a photo camera - known per se (cf., for example DE-A-42 15 523 or JP-A-6-331880 ), and these systems can also be used in the context of the present invention.
- a video camera 3 is used. It is particularly preferred if the video camera 6 is designed as a high-speed camera with a larger frame rate than 100 frames / s, preferably at least 250 frames / s and in particular in a range of 400 to 600 frames / s, for example 500 frames / s.
- the camera 3 had a number of 320 x 256 pixels, but this number was increased to 1280 x 1024 in another attempt.
- two light sources 5 are preferably provided, which, however, preferably emit light in a non-visible region, in particular infrared, so as not to obstruct or influence the view of the eye 4 of the subject.
- This light is supplied to the eye 4 via a partially transmissive mirror 2, this mirror is preferably designed as a dichroic mirror. Consequently the camera 3 detects the movements of the eye 4 on the basis of the movement of the iris (or a part thereof), the pupil, the sclera, etc.
- the image sequences thus obtained can then be processed in the processor 6, for example using an autocorrelation function or with another image evaluation system.
- memory 9 Algo-rithm, processed and the calculated deflection of the eye as a function of time in a (shown here as a separate unit, but generally contained in the processor 6) memory 9 are stored. Alternatively, an intermediate storage of the images of the camera 3.
- the command signals are stored as a function of time, which the processor 6 (in turn controlled by the random number generator 7) via a line 10, as in each processor, there is an internal clock (not shown in detail) which is the same for reading the memories 8, 9, respectively , both memories 8, 9 can be read synchronously and simultaneously and thus the movements of the stimulus S, S ', S "on the one hand and of the eye 4 on the other hand can be compared over time.
- Figures 2 and 3 in themselves illustrate curves of movement of an eye as known in the art.
- the test subject instead of a moving stimulus, the test subject is given a stationary one in the form of a text to be read in several lines.
- the eye of an unobstructed reader thus follows - corresponding to the stair curve of Fig. 2 - each word in the line from left to right and then returns in the next line to the beginning of the line, so that then the next stair curve is formed (the horizontal axis in this representation corresponds to the time axis).
- the method according to the invention operates in a much shorter time range, as can be seen from the enlargement of the detail X in FIG.
- the stair curve S a corresponds to the illumination (visibility) of a stimulus at a specific location and over a specific time given by the width of the rectangular curve S a .
- the eye follows it with a certain time delay. This movement of the eye is not jerky, but something slowed down and is represented by the curve M.
- the time at which the eye has fully grasped the stimulus will be about the time t 1 . Between t 0 and t 1 is the time period t, which should normally be a few milliseconds.
- the time t may be long enough for the eye to capture the stimulus only when it changes position again , So what is measured here, in short, is actually the reaction time (or the person's ability to respond to a stimulus) and whether it still exists in sufficient abundance.
- the movement data of the stimulus S, S ', S "corresponding to the curve S a is taken from the memory 8 whereas the data of the movement of the eye 4 can be taken from the contents of the memory 9.
- the reaction time t can then be obtained.
- the processor 6 then emits a test signal or a signal R which expediently corresponds to the reaction time, which is the easiest way of providing information as to whether the reaction time is still within the tolerance range T (FIG. 2) or already conspicuous (according to which If desired, in a subsequent investigation can eruieren causes).
- This test signal R can then be made visible on a display connected to the processor, but it may also be sufficient to trigger an acoustic signal.
- Fig. 4 shows an alternative embodiment of the test arrangement to that of Fig. 1.
- the (expensive) dichroic mirror 2 of Fig. 1 is omitted.
- the eye 4 is observed by the camera 3 through a hole 12 or a free space from the screen (or light emitting diodes).
- Either corresponding holes 13, 14 are provided for the light sources 5, or they are simply arranged in front of the screen 1 (in principle they can illuminate the eye 4 from very different directions).
- the evaluation via the processor 6 takes place in the manner already described, whereby the individual parts 7-9 and 11 connected to the processor (or integrated in it) are not shown in FIG.
- a person to be tested is in front of a screen 1 (in the broadest sense, as discussed above), then in a first step a stimulating image, such as the point S, is placed in front of the eye 4.
- the camera 3 is put into operation with the eye illumination 5 (it has already been mentioned that the eye illumination 5 can be avoided) irritation or interference of the eye 4 preferably emits light in the invisible area)
- Stimulus is, as already mentioned, preferably over at least about 5 ° (seen from eye 4) and in a practical example was 10 ° deflection.
- the camera 3 is running to record a first sequence of, for example, 250 images for 500 ms. Selecting an increased image capture rate above 100 fps is very important for measurement accuracy.
- This second step is advantageously repeated several times while changing the movement of the stimulus. It has already been mentioned that it is particularly preferred if the movements of the point S, S ', S "from one deflection point (with respect to the center position S or another" zero position ") are not moved to another deflection point (S' or S "), but only returns to the" zero position ".
- a number of movement stimuli for example at least 5, preferably at least 10, but the number in itself is not subject to any limitations, only those arising from the necessity of carrying out the test in a reasonable time, which - as you can see - is already possible in a relatively short time.
- the number ofsecuritysstimuli can be up to 100 and more. All of these sequences of eye movements are recorded by the camera 3 and set in the evaluation device 6 in comparison to the stimulus movements.
- each sequence is immediately transferred to the memory of the computer 6, or the camera 3 itself has a sufficiently large memory (for example, data in the order of a few GB, as a practical experiment 2.5 GB), whose contents are only passed on to the computer 6 after completion.
- the measurement of the reaction time t is the simplest and most significant for the purpose, but the inventive method is also applicable, for example, for brain-damaged patients or in other neurological cases to be examined, in which case it depends on which 2-dimensional course the eye movement (this is a two-dimensional "screen” advantageous) takes, ie whether she is looking directly at the position-changing stimulus or doing so indirectly.
- the 2-dimensional course of the movement of the stimulus can be compared with that of the eye and a corresponding test signal can be obtained from the deviations.
- a plurality of photosensitive elements photodiodes, phototransistors
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Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Bestimmen neurologischer Beeinträchtigungen, bei der eine Augenbewegung einer zu testenden Person stimuliert wird, die Augenbewegung ermittelt und in ein entsprechendes elektronisches Signal umgesetzt wird und aus der Augenbewegung nach einem Vergleich ein Testsignal gewonnen wird.The invention relates to a method for determining neurological impairments, in which an eye movement of a person to be tested is stimulated, the eye movement is determined and converted into a corresponding electronic signal, and a test signal is obtained from the eye movement after a comparison.
Ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs genannten Art ist aus dem
Dyslexie ist ein relativ seltenes Syndrom, wo aber in bekannter Weise eine gewisse Notwendigkeit besteht, Einblick in neurologische Beeinträchtigungen zu nehmen, ist die Frage der Fahrtüchtigkeit eines Fahrzeuglenkers. Dazu wurde in verschiedenen Dokumenten bereits Vorschläge gemacht, beispielsweise in der
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art so auszubilden, dass eine rasche Aussage über den Zustand der Person bzw. über ihre neurologische Beeinträchtigung erhalten werden kann, wobei hier der Ausdruck "neurologisch" in einem sehr allgemeinen Sinne verstanden werden soll, der nämlich sowohl physische Beeinträchtigungen (etwa Ermüdung z.B. der Muskeln) als auch physisch/neurologische Beeinträchtigungen umfassen soll.The invention is therefore based on the object, a method of the type mentioned in such a way that a quick statement about the condition of the person or about their neurological impairment can be obtained, in which case the term "neurological" in a very general sense to be understood that is, both physical impairments (such as fatigue of the muscles) and should include physical / neurological impairments.
Dabei sei nur erwähnt, dass die heute denkbaren neurologischen Beeinträchtigungen von sehr umfangreicher Art sein können. Es geht hier nicht nur um die durch Alkoholgenuss entstandenen Beeinträchtigungen, sonder auch um diejenigen, welche durch Medikamenten- oder Drogeneinnahme, durch Krankheit oder einfach durch Müdigkeit und Erschöpfung verursacht sind. Alle diese Beeinträchtigungen können zu Unfällen führen, wobei einzelne, wie etwa die Müdigkeit, gar nicht durch chemische Tests, wie die bekannten Alkoholtests, bestimmt werden können. Ein weiteres Gebiet betrifft etwa die Messung dessen, was heute gerne als "Fitness" bezeichnet wird, also etwa der Erschöpfung bei zu ausgedehntem Training von Sportlern (im allgemeinsten Sinn), aber auch bei Übungen von Rekruten beim Militär, wobei es ja immer wieder vorgekommen ist, dass die Leistungsfähigkeit der Rekruten von den Vorgesetzten falsch eingeschätzt wurde und dies zu Schäden, ja sogar zum Tode der überforderten Person führte.It should only be mentioned that the conceivable neurological impairments can be of a very extensive nature. It is not just about the impairments caused by alcohol consumption, but also about those caused by medication or drug use, by illness or simply by fatigue and exhaustion. All of these impairments can lead to accidents, but individuals, such as fatigue, can not be determined by chemical tests, such as the known alcohol tests. Another area concerns the measurement of what is today often referred to as "fitness," such as exhaustion from excessive training of athletes (in the most general sense), but also exercises by recruits in the military, although it has happened again and again is that the performance of the recruits was misjudged by the supervisors and this led to damage, even the death of the overburdened person.
Erfindungsgemäss wird die obige Aufgabe dadurch gelöst, dass ein in seiner Position veränderlicher Stimulus verwendet wird, dem das Auge folgen soll, und dass das Testsignal aus dem Vergleich der Bewegung des Stimulus mit der Bewegung des Auges gewonnen wird.According to the invention, the above object is achieved by using a positionally variable stimulus to be followed by the eye and by obtaining the test signal from the comparison of the movement of the stimulus with the movement of the eye.
Statt also einen ortsfesten (Lese-)Stimulus zu verwenden, wie beim Stand der Technik, wird ein beweglicher Stimulus eingesetzt und das Auge gezwungen, dieser Bewegung zu folgen. Je nach physisch/psychischem Zustand (Ermüdung und/oder Erschöpfung etwa ist sowohl ein physischer als auch ein psychisch/neurologischer Vorgang) der jeweiligen Testperson wird das Nachfolgen der Augenbewegung unterschiedlich ausfallen.So instead of using a fixed (reading) stimulus, as in the prior art, a movable stimulus is used and the eye is forced to follow this movement. Depending on the physical / mental state (fatigue and / or exhaustion, for example, is both a physical and a mental / neurological process) of each subject, the follow the eye movement will be different.
Es könnte sein, dass die Bewegungsmuster überhaupt voneinander abweichen, weil sich die Testperson einfach nicht mehr auf die Bewegung des Stimulus zu konzentrieren vermag. Im allgemeinen aber wird es so sein, dass das Auge nicht mehr mit der erforderlichen Geschwindigkeit bzw. Beschleunigung folgen kann, und in diesem Falle ist es günstig, wenn bei dem Vergleich der Zeitabstand zwischen den beiden Bewegungen ermittelt und für das Testsignal herangezogen wird.It could be that the movement patterns differ at all, because the test person simply can not concentrate on the movement of the stimulus. In general, however, it will be the case that the eye can no longer follow with the required speed or acceleration, and in this case it is favorable if, in the comparison, the time interval between the two movements is determined and used for the test signal.
Um eine Abweichung der Augenbewegung quer zur Bewegungsrichtung des die Position wechselnden optischen Stimulus und damit Verfälschungen bei der Auswertung zu vermeiden, ist es vorteilhaft, wenn der optische Stimulus relativ kleinflächig, insbesondere im wesentlichen punktförmig ist.In order to avoid a deviation of the eye movement transversely to the direction of movement of the position-changing optical stimulus and thus distortions in the evaluation, it is advantageous if the optical stimulus is relatively small area, in particular substantially punctiform.
Die Erfindung bezieht sich schliesslich auch auf eine Vorrichtung zur Durchführung des oben dargelegten Verfahrens.The invention finally also relates to an apparatus for carrying out the method set out above.
Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispieles. Es zeigen:Further details of the invention will become apparent from the following description of an embodiment schematically illustrated in the drawing. Show it:
Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemässen Vorrichtung; die1 shows a first embodiment of an inventive device. the
Fig. 2 und 3 Diagramme zur Erläuterung des Unterschiedes des Vorgehens nach der vorliegenden Erfindung und der des Standes der Technik, wobei ein Detail X der Fig. 2 auch in grösserem Massstab dargestellt ist; undFigures 2 and 3 are diagrams for explaining the difference of the procedure according to the present invention and that of the prior art, wherein a detail X of Figure 2 is also shown on a larger scale. and
Fig. 4 zeigt ein weiteres erfindungsgemässes Ausführungsbeispiel.Fig. 4 shows another embodiment of the invention.
In Fig. 1 ist das Auge 4 einer auf Fahrtüchtigkeit zu testenden Person dargestellt. Diese Person wird dazu aufgefordert (oder in entsprechender Weise genötigt), entlang einer Blickachse A auf einen zu dieser Achse A senkrecht liegenden Bildschirm 1, ein Display od.dgl. zu blicken. Ein solcher Bildschirm 1 kann in einer Testkabine angeordnet sein, es könnte aber auch ein durchsichtiges LCD-Display an der Windschutzscheibe eines Fahrzeuges zur in Zeitabständen erfolgenden Testung des Fahrers so vorgesehen sein, dass bei einem Test die Aufmerksamkeit des Fahrers nicht zu sehr vom Verkehr abgelenkt wird. In Fig. 1 ist dieser Bildschirm 1 zur Verdeutlichung der darauf ersichtlichen Darstellung etwas aus der zur Achse A senkrechten Ebene herausgedreht.In Fig. 1, the
Auf dem Bildschirm 1 od.dgl. ist ein, vorzugsweise kleinflächiger, z.B. von einem Kreis, einem Viereck oder auch einem Buchstaben oder ein Wort, insbesondere einem Punkt, gebildeter, optischer Stimulus S abgebildet, der aus der mit vollen Linien dargestellten Position S in eine Position S' oder S" zu springen vermag. Es ist klar, dass dies beispielsweise dadurch geschehen kann, dass an den Positionen S, S', S" je eine Lichtquelle, wie eine Leuchtdiode, vorgesehen ist, wobei diese Lichtquellen abwechselnd aufleuchten. Eine solche Lösung ist als vereinfachte Lösung bevorzugt, wobei die Lichtquellen beispielsweise als Leuchtdioden an einem "Bildschirm" ausgebildet sein können. In diesem Falle entsprächen die Positionen S, S', S" je einer Leuchtdiode.On the screen 1 or the like. is a, preferably small-area, for example, of a circle, a rectangle or even a letter or word, in particular a point, formed optical stimulus S shown, from the position S shown in solid lines in a position S 'or S " It is clear that this is the case, for example a light source such as a light-emitting diode may be provided at the positions S, S ', S ", these light sources alternately lighting up.This solution is preferred as a simplified solution, the light sources being for example as light-emitting diodes on a screen In this case, the positions S, S ', S "each correspond to a light-emitting diode.
Grundsätzlich ist man jedenfalls bei der Auswahl der Art und Form des Stimulus und seiner Positionen relativ frei. Beispielsweise wäre es denkbar, dass sich der Punkt S nicht (nur) horizontal sondern vertikal oder horizontal und vertikal usw. bewegt (X- und Y-Richtung). Dies ist gerade bei Verwendung eines Bildschirmes, d.h. einer zweidimensionalen Darstellungsfläche, leicht und sehr variabel möglich. Es ist aber vorteilhaft, wenn der Stimulus nach jeder Auslenkung, etwa in die Position S' oder S" in eine "Null-Position" zurückkehrt, welche die Position S oder auch eine andere sein kann.Basically, one is in any case relatively free in choosing the type and form of the stimulus and its positions. For example, it would be conceivable that the point S does not move (only) horizontally but vertically or horizontally and vertically, etc. (X and Y direction). This is just when using a screen, i. a two-dimensional display surface, easy and very variable possible. However, it is advantageous if the stimulus after each deflection, for example in the position S 'or S "returns to a" zero position ", which may be the position S or any other.
Wenn also durch diesen Positionswechsel des Kreises oder Punktes S eine Bewegung simuliert wird, so folgt das Auge 4 der Testperson dieser Bewegung mit einer mehr oder minder grossen Verzögerung. Selbstverständlich würde eine solche Folgebewegung auch dann erfolgen, wenn sich ein relativ grossflächiges Bild am Bildschirm 1 bewegte. Die Gefahr dabei ist nur, dass das Auge dann sich auch abwechselnd auf verschiedene Punkte des Bildes, also quer zur Bewegungsrichtung des Stimulus S folgt und dadurch das Testergebnis verfälscht werden könnte.Therefore, if a movement is simulated by this change of position of the circle or point S, the
Die Bewegung des Stimulus S könnte etwa durch eine mit dem Bildschirm 1 oder einer auf diesen Bildschirm projizierenden Projektionsvorrichtung verbundenen astabile Vorrichtung gesteuert werden, etwa (z.B. bei nur zwei Positionen S und S', S' und S" oder S und S") einem astabilen Multivibrator. Da aber die Bewegung des Auges 4 beobachtet, in entsprechende Signale umgesetzt und dann ausgewertet werden soll, ist es vorteilhaft, wenn dies nicht von einem separaten Gerät aus erfolgt, dessen Ausgangssignale dann auch einer Auswerteeinrichtung 6 zugeführt werden müssten, sondern von einem einzigen Kontrollgerät 6 aus, das zweckmässig von einem Computer gebildet ist. Nun wurde bereits gesagt, dass es an sich denkbar wäre, für den Stimulus S nur zwei unterschiedliche Positionen vorzusehen. In einem solchen Fall - und noch dann bei regelmässigem Hin- und Herspringen des Stimulus S - wäre die Gefahr gross, dass die Testperson den Takt der Bewegung des Stimulus erfasst und die Augen automatisch im selben Takt bewegt. Deshalb ist es nicht nur vorteilhaft, mehr als zwei Positionen (es können auch mehr als drei sein und die Bewegung kann auch fliessend erfolgen), sondern wenn zusätzlich der Ort (S, S', S") und/oder die Dauer der Darstellung des Kreises, Punktes od.dgl. an einem Ort durch einen Zufallsgenerator 7 zu bestimmen, der mit dem Computer oder Prozessor 6 verbunden ist. In einem konkreten Beispiel bewegte sich der Stimulus zwischen neun verschiedenen Positionen hin und her.The movement of the stimulus S could be controlled, for example, by an astigmatic device connected to the screen 1 or to a projection device projecting onto this screen, for example (eg with only two positions S and S ', S' and S "or S and S") astable multivibrator. However, since the movement of the
Dabei sollte der Abstand der Positionen zweckmässig nicht zu klein gewählt werden, wenn man davon ausgeht, dass etwa ein Abstand, welcher einer Sehwinkelveränderung des Auges von 0,2° bis 03° entspricht, kaum mehr wahrgenommen wird. Deshalb ist es bevorzugt, wenn die Abstände der Positionen des Stimulus S, S', S" einer Sehwinkelveränderung des Auges 4 von wenigstens 3°, insbesondere von wenigstens 5°, z.B. 10°, entsprechen.The distance of the positions should not be chosen too small expedient, if it is assumed that, for example, a distance which corresponds to a Sehwinkelveränderung of the eye from 0.2 ° to 03 °, is hardly perceived. Therefore, it is preferred that the distances of the positions of the stimulus S, S ', S "correspond to a visual angle change of the
Eine zusätzliche Möglichkeit ergibt sich dadurch, dass man gegebenenfalls den Stimulus mit unterschiedlichen Kontrasten verbindet, beispielsweise indem ein stimulierenden Leuchtpunkt mit unterschiedlicher Helligkeit strahlt. In diesem Falle wäre es durchaus denkbar, die Reaktion der Pupille (Pupillenvergrösserung - Pupillenverkleinerung) zu messen, was gerade bei unter Drogen stehenden Personen einen deutlichen Hinweis liefern kann. Die Messung der Pupillendimension ist im Stande der Technik an sich bekannt, doch lässt sich gerade bei Verwendung einer Kamera mit einer Bildauswerte-Software diese Dimension leicht bestimmen. Diese Möglichkeit ist auch unabhängig von der Bewegung eines Leuchtpunktes od.dgl. anwendbar.An additional possibility arises from possibly combining the stimulus with different contrasts, for example by emitting a stimulating luminous dot with different brightness. In this case, it would be quite conceivable to measure the reaction of the pupil (pupil enlargement - pupil reduction), which can provide a clear indication, especially with persons under the influence of drugs. The measurement of the pupil dimension is known per se in the prior art, but it is easy to determine this dimension when using a camera with image evaluation software. This possibility is also independent of the movement of a luminous point or the like. applicable.
Eine andere Art der Kontrastveränderung kann darin bestehen, dass der stimulierende Punkt auf einem sich verändernden Hintergrund dargestellt wird. Beispielsweise wird als Hintergrund ein Punktmuster (oder ein anderes Bild) gewählt, welches sich noch vor dem Erscheinen oder vor der Bewegung des stimulierenden Bildes oder Punktes oder im Augenblick der Lageveränderung des stimulierenden Bildes sich zu bewegen beginnt. Zusätzlich oder alternativ kann mit jedem Stellungswechsel des Stimulus ein veränderter, also andersartiges oder anders bewegtes, Hintergrundmuster gezeigt werden, um so automatische Bewegungsabläufe des Auges, die das Messergebnis verfälschen könnten, möglichst zu stören. Selbstverständlich kann aber auch ein Hintergrundmuster (bewegt, unbewegt oder bei jeder Stellung des Stimulus sich verändernd) von Vorteil sein, weil es den Probanden zu einer visuellen Differenzierung zwingt.Another type of contrast change may be that the stimulating point is displayed on a changing background. For example, as a background, a dot pattern (or a another image) which begins to move before the appearance or before the movement of the stimulating image or point or at the moment of the change in the position of the stimulating image. Additionally or alternatively, with each change of position of the stimulus, a changed, so different or differently moving, background pattern can be shown, so as to disrupt automatic movement of the eye, which could distort the measurement result as possible. Of course, however, a background pattern (moving, still, or changing the position of the stimulus) may be beneficial because it forces the subject to visually differentiate.
Während also das Auge 4 der Bewegung des Stimulus folgt, wird die Augenbewegung in an sich bekannter Weise abgetastet bzw. aufgenommen. Die Aufnahme der Augenbewegung ist in der Technik - etwa des Fokussierens optischer Systeme, wie einer Photokamera - an sich bekannt (vgl- z.B.
Um die Bewegung des Auges 4 sicher erfassen zu können, sind vorzugsweise zwei Lichtquellen 5 vorgesehen, die jedoch bevorzugt Licht in einem nicht sichtbaren Bereich, insbesondere Infrarot, abgeben, um die Sicht des Auges 4 der Testperson nicht zu behindern bzw. zu beeinflussen. Die gezeigte Anordnung der Lichtquellen 5 ist zwar bevorzugt, doch ist die Erfindung nicht darauf beschränkt. Dieses Licht wird dem Auge 4 über einen teildurchlässigen Spiegel 2 zugeführt, wobei dieser Spiegel bevorzugt als dichroïscher Spiegel ausgeführt ist. Somit erfasst die Kamera 3 die Bewegungen des Auges 4 an Hand der Bewegung der Iris (oder eines Teiles derselben), der Pupille, der Sklera etc. Die so gewonnenen Bildsequenzen können dann im Prozessor 6, beispielsweise unter Anwendung einer Autokorrelationsfunktion oder mit einem anderen Bildauswertungs-Algo-rithmus, verarbeitet und die errechnete Auslenkung des Auges in Funktion der Zeit in einem (hier als gesonderte Einheit dargestellten, aber im allgemeinen im Prozessor 6 enthaltenen) Speicher 9 abgespeichert werden. Alternativ erfolgt eine Zwischenspeicherung der Bilder der Kamera 3. In einem weiteren Speicher 8 (alternativ im selben Speicher 9 an dafür reservierten Speicherplätzen) werden die Befehlssignale in Funktion der Zeit abgespeichert, welche der Prozessor 6 (seinerseits gesteuert über den Zufallsgenerator 7) über eine Leitung 10 an den Bildschirm 1 zur Steuerung der Positionen des Stimulus S, S', S" abgibt. Da, wie in jedem Prozessor, ein interner Taktgeber (im einzelnen nicht dargestellt) vorhanden ist, welcher zum Auslesen der Speicher 8, 9 jeweils derselbe ist, können beide Speicher 8, 9 synchron und gleichzeitig ausgelesen und damit die Bewegungen des Stimulus S, S', S" einerseits und des Auges 4 anderseits über die Zeit verglichen werden.In order to be able to reliably detect the movement of the
Die Fig. 2 und 3 veranschaulichen an sich Kurven der Bewegung eines Auges, wie sie aus dem Stande der Technik bekannt ist. Dabei wird der Testperson an Stelle eines bewegten Stimulus ein unbewegter in Form eines zu lesenden Textes in mehreren Zeilen gegeben. Das Auge eines unbehinderten Lesers folgt also - entsprechend der Treppenkurve der Fig. 2 - jedem Wort in der Zeile von links nach rechts und kehrt anschliessend in der nächsten Zeile zum Zeilenanfang wieder zurück, so dass dann die nächste Treppenkurve gebildet wird (die horizontale Achse in dieser Darstellung entspricht der Zeitachse).Figures 2 and 3 in themselves illustrate curves of movement of an eye as known in the art. In this case, instead of a moving stimulus, the test subject is given a stationary one in the form of a text to be read in several lines. The eye of an unobstructed reader thus follows - corresponding to the stair curve of Fig. 2 - each word in the line from left to right and then returns in the next line to the beginning of the line, so that then the next stair curve is formed (the horizontal axis in this representation corresponds to the time axis).
Bei einem behinderten Leser (Dyslexie) erfolgt jedoch die Augenbewegung nicht so geordnet, sondern etwa in der Art, wie dies die Fig. 3 zeigt. Damit kann man aber erst nach geraumer Weile eine deutliche und signifikante Abweichung der Augenbewegung vom Normalen feststellen, und es bedarf des Lesens mehrerer Zeilen, bevor eine abnormale Abweichung mit Sicherheit diagnostiziert werden kann.In a disabled reader (dyslexia), however, the eye movement is not so ordered, but approximately in the manner as shown in FIG. 3. However, it is only after a while that a clear and significant deviation of the eye movement from the normal can be detected, and it requires the reading of several lines before An abnormal deviation can be diagnosed with certainty.
Demgegenüber arbeitet das erfindungsgemässe Verfahren in einem viel kürzeren Zeitbereich, wie sich aus der Vergrösserung des Details X in Fig. 2 ergibt. Dabei entspricht die Treppenkurve Sa dem Aufleuchten (Sichtbarkeit) eines Stimulus an einem bestimmten Ort und über eine bestimmte, durch die Breite der Rechteckkurve Sa gegebenen Zeit. Sobald der Stimulus in einer vorbestimmten Stelle zum Zeitpunkt t0 sichtbar wird, folgt ihm das Auge mit einer gewissen Zeitverzögerung. Diese Bewegung des Auges wird nicht ruckartig, sondern etwas verlangsamt erfolgen und ist durch die Kurve M dargestellt. Der Zeitpunkt, in dem das Auge den Stimulus voll erfasst hat, wird etwa der Zeitpunkt t1 sein. Zwischen t0 und t1 liegt der Zeitraum t, der im Normalfall wenige Millisekunden betragen sollte. Bei Personen jedoch, welche durch Einnahme von Alkohol, Medikamenten (wie Analgetika), Drogen oder einfach durch Übermüdung in ihrer Reaktionsfähigkeit eingeschränkt sind, kann der Zeitraum t so lange sein, dass das Auge den Stimulus erst erfasst, wenn dieser bereits wieder seine Position wechselt. Was also hier gemessen wird, ist, verkürzt gesagt, eigentlich die Reaktionszeit (oder die Fähigkeit der Person, auf einen Reiz zu reagieren), und ob diese noch in genügendem Ausmasse vorhanden ist.In contrast, the method according to the invention operates in a much shorter time range, as can be seen from the enlargement of the detail X in FIG. The stair curve S a corresponds to the illumination (visibility) of a stimulus at a specific location and over a specific time given by the width of the rectangular curve S a . As soon as the stimulus becomes visible in a predetermined position at time t 0 , the eye follows it with a certain time delay. This movement of the eye is not jerky, but something slowed down and is represented by the curve M. The time at which the eye has fully grasped the stimulus will be about the time t 1 . Between t 0 and t 1 is the time period t, which should normally be a few milliseconds. However, in individuals who are restricted in their ability to react by taking alcohol, medications (such as analgesics), drugs, or simply by overwork, the time t may be long enough for the eye to capture the stimulus only when it changes position again , So what is measured here, in short, is actually the reaction time (or the person's ability to respond to a stimulus) and whether it still exists in sufficient abundance.
Dazu muss natürlich für eine Auswertung der Computer 6 entsprechende Vergleichsdaten gespeichert haben (eigener Speicher oder Verwendung eines Speicherbereiches eines der Speicher 8 oder 9). Ferner ist es klar, dass manche Personen bereits angeboren langsamer sind, weshalb eine gewisse Toleranz einzukalkulieren ist. Der Toleranzbereich T kann statistisch ermittelt werden und wird dann eine fixe Breite innerhalb der vergrösserten Darstellung des Zeitraumes t einnehmen, doch können Umstände gegeben sein, welche es wünschenswert machen, die Toleranzbreite T am Computer (Fig. 1) mittels einer entsprechenden Einrichtung 11 (Tastenfeld, Reglerknopf od.dgl.) einstellbar zu machen. In jedem Falle ist klar, dass bei der an Hand der Fig. 1 gezeigten Organisation der Daten die der Kurve Sa entsprechenden Bewegungsdaten des Stimulus S, S', S" dem Speicher 8 entnommen werden können, wogegen die Daten der Bewegung des Auges 4 dem Inhalt des Speichers 9 zu entnehmen sind. Durch Übereinanderlegen dieser Daten im Sinne der vergrösserten Darstellung des Details X der Fig. 2 kann dann die Reak-tionszeit t gewonnen werden.Of course, for comparison of the
Am Ende gibt dann der Prozessor 6 ein Testsignal bzw. ein zweckmässig der Reaktionszeit entsprechendes Signal R ab, welches am einfachsten darüber Auskunft gibt, ob die Reaktionszeit sich noch innerhalb des Toleranzbereiches T (Fig. 2) bewegt oder bereits auffällig ist (wonach man die Ursachen gewünschtenfalls in einer nachgängigen Untersuchung eruieren kann). Dieses Testsignal R kann dann auf einem mit dem Prozessor verbundenen Display sichtbar gemacht werden, es kann jedoch gegebenenfalls auch die Auslösung eines akustischen Signales genügen.At the end, the
Fig. 4 zeigt eine alternative Ausführungsform der Testanordnung zu jener der Fig. 1. In diesem Falle wird auf den (teuren) dichroïschen Spiegel 2 der Fig. 1 verzichtet. Statt dessen wird das Auge 4 durch ein Loch 12 bzw. einen vom Bildschirm (bzw. den ihn aufbauenden Leuchtdioden) freien Raum von der Kamera 3 beobachtet. Für die Lichtquellen 5 sind entweder entsprechende Löcher 13, 14 vorgesehen, oder sie werden einfach vor dem Bildschirm 1 angeordnet (wobei sie ja im Prinzip von sehr unterschiedlichen Richtungen her das Auge 4 beleuchten können). Die Auswertung über den Prozessor 6 erfolgt in der schon beschriebenen Weise, wobei die einzelnen, mit dem Prozessor verbunden (oder in ihm integrierten) Teile 7-9 und 11 in Fig. 4 nicht dargestellt sind.Fig. 4 shows an alternative embodiment of the test arrangement to that of Fig. 1. In this case, the (expensive)
Befindet sich also in einem Ausführungsbeispiel des erfindungsgemässen Verfahrens eine zu testende Person vor einem Bildschirm 1 (im weitesten Sinne, wie oben erörtert), dann wird in einem ersten Schritt beispielsweise ein stimulierendes Bild, wie der Punkt S, vor das Auge 4 gebracht.Thus, in one embodiment of the method according to the invention, a person to be tested is in front of a screen 1 (in the broadest sense, as discussed above), then in a first step a stimulating image, such as the point S, is placed in front of the
Gleichzeitig oder erst mit der ersten Bewegung des Stimulus, beispielsweise von S nach S' oder nach S" oder umgekehrt, wird in einem zweiten Schritt die Kamera 3 mit der Augenbeleuchtung 5 in Betrieb genommen (es wurde bereits erwähnt, dass die Augenbeleuchtung 5 zur Vermeidung einer Irritierung oder Beeinflussung des Auges 4 bevorzugt Licht im unsichtbaren Bereich aussendet). Die erste Bewegung des Stimulus erfolgt, wie schon erwähnt, bevorzugt über mindestens etwa 5° (gesehen vom Auge 4 her) und betrug in einem praktischen Beispiel 10° Auslenkung. Ab diesem 2. Schritt läuft die Kamera 3, um eine erste Sequenz von beispielsweise 250 Bilder während 500 ms aufzunehmen. Die Auswahl einer erhöhten Bildaufnahmefrequenz oberhalb von 100 Bildern/sec ist für die Messgenauigkeit sehr wichtig.At the same time or only with the first movement of the stimulus, for example from S to S 'or to S "or vice versa, in a second step, the
Dieser zweite Schritt wird jeweils unter Veränderung der Bewegung des Stimulus vorteilhaft mehrmals wiederholt. Es wurde bereits erwähnt, dass es besonders bevorzugt ist, wenn die Bewegungen des Punktes S, S', S" von einem Auslenkpunkt (bezüglich der Mittellage S oder einer anderen "Null-Position") nicht in einen anderen Auslenkpunkt (S' oder S") übergeht, sondern erst wieder in die "Null-Lage" zurückkehrt. Auf diese Weise erhält man eine Anzahl von Bewegungsstimuli, beispielsweise mindestens 5, vorzugsweise mindestens 10, wobei aber die Anzahl nach oben hin an sich keinen Beschränkungen unterworfen ist, lediglich jenen, die sich aus der Notwendigkeit ergeben, den Test in einer vernünftigen Zeit durchzuführen, was - wie ersichtlich - schon in relativ kurzer Zeit möglich ist. So kann die Anzahl der Bewegungsstimuli auch bis 100 und mehr betragen. All diese Sequenzen der Augenbewegungen werden von der Kamera 3 aufgenommen und in der Auswerteeinrichtung 6 in Vergleich zu den Stimulusbewegungen gesetzt.This second step is advantageously repeated several times while changing the movement of the stimulus. It has already been mentioned that it is particularly preferred if the movements of the point S, S ', S "from one deflection point (with respect to the center position S or another" zero position ") are not moved to another deflection point (S' or S "), but only returns to the" zero position ". In this way one obtains a number of movement stimuli, for example at least 5, preferably at least 10, but the number in itself is not subject to any limitations, only those arising from the necessity of carrying out the test in a reasonable time, which - as you can see - is already possible in a relatively short time. Thus, the number of Bewegungsstimuli can be up to 100 and more. All of these sequences of eye movements are recorded by the
Je nach Aufbau der Kamera 3 wird in einem dritten Schritt entweder jede Sequenz sofort auf den Speicher des Computers 6 übertragen, oder die Kamera 3 besitzt selbst einen ausreichend grossen Speicher (es ergeben sich beispielsweise Daten in der Grössenordnung von einigen GB, wie ein praktischer Versuch mit 2,5 GB gezeigt hat), dessen Inhalt erst nach Abschluss an den Computer 6 weitergegeben wird.Depending on the structure of the
Nun erfolgt in einem vierten Schritt die Auswertung, die sich, wie folgt, in mehrere Einzelschritte unterteilt:
- 1. Zunächst wird, wie bei bekannten Augenbewegungsmessungen auch (beispielsweise zum Fokussieren von Kameras), ein Orientierungsschritt durchgeführt, d.h. der gewonnene Bildinhalt wird analysiert, um gewisse Bildkonturen, -kanten,
- 1. First of all, as in the case of known eye movement measurements, an orientation step is also carried out (for example for focusing cameras), ie the image content obtained is analyzed in order to obtain certain image contours, edges,
-übergänge od.dgl. zu eruieren und zu identifizieren. Obwohl oben bereits gesagt wurde, dass dies etwa an Hand der Iris oder der Sklera erfolgen könnte, ist die Bestimmung der Pupille bevorzugt. Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Rand der Pupille mit Hilfe einer kreisförmigen Hough-Transformation bestimmt wird, denn damit erhält man den Kreis der Pupille mit bekanntem Radius und Mittelpunkt.
- 1. In einem praktischen und vorteilhaften Ausführungsbeispiel legte der Computer eine gedachte horizontale Linie durch den Mittelpunkt dieses Kreises, wobei sich am Umfang je ein Schnittpunkt dieser Linie mit dem Kreis ergab, wobei die so gewonnenen Schnittpunkte ein erstes Paar von zu verfolgenden Punkten bildeten.
- 2. Man kann die Genauigkeit der Messung gewünschtenfalls in einem Zusatzschritt noch etwas erhöhen, indem man sich mit diesen zwei Punkten nicht zufrieden gibt, sondern die horizontale Linie weiter verfolgt, um die Grenze zwischen Iris und Sclera (Limbus) zu suchen und damit zwei weitere Punkte zu gewinnen. Algorithmen zur Ermittlung dieser Übergänge bzw. Kanten eines Bildes sind an sich in grosser Zahl bekannt. Bevorzugt (und am genauesten) ist ein auf Differentiation beruhender Kanten-Detektionsalgorithmus. So erhält man dann - wenigstens in der der "Null-Lage" (siehe S in Fig. 1) entsprechenden Stellung des Auges - insgesamt vier Punkte (links und rechts am Pupillenrand sowie links und rechts am Limbus).
- 3. Die Bildauswertung nach den obigen Einzelschritten b) bzw. c) kann an Hand mehrerer Bildsequenzen durchgeführt werden, wenn eine einzige Sequenz unbestimmt sein sollte, doch wird es im allgemeinen so sein, dass man an Hand der ersten Sequenz all diese Punkte bestimmen kann. Daher kann in jedem folgenden Bild die Position der zwei bzw. vier Punkte - jeweils unter Anwendung des Kanten-Detektionsalgorithmus - der Bewegung des Auges nachgeführt. So erhält man für jede Sequenz vier Koordinaten-Reihen, welche die Position in der Horizontalen (es wurde bereits erwähnt, dass die Stimulusbewegung in der Horizontalen bevorzugt ist) der jeweils zu verfolgenden Punkte in Funktion der Zeit beschreiben (vgl. Fig. 2).
- 4. Da die Abbildungsgeometrie bekannt ist, können die im Einzelschritt d) gewonnenen Koordinaten in Winkel umgerechnet werden. Der dafür benötigte, a priori unbekannte Augendurchmesser (d.h. nicht der Durchmesser der Pupille selbst, der ja bereits im Einzelschritt a) ermittelt wurde) kann fürs erste geschätzt werden. Gewünschtenfalls kann dann diese Schätzung mit an sich bekannten Methoden anschliessend noch genauer gemacht werden.
- 5. So erhält man die Werte für die Augenbewegung in Funktion der Zeit, beispielsweise in Form von Kurven. Diese Werte bzw. Kurven werden dann in einem weiteren Einzelschritt so ausgewertet, dass (vgl. Fig. 2) die Latenz-Zeit T (d.i. die Zeit zwischen dem Beginn der Bewegung des Stimulus t0 und dem Beginn der Auslenkung des Auges Sa) und allenfalls die Drehgeschwindigkeit des Auges ermittelt wird. Gewünschtenfalls lassen sich auch höhere Ableitungen der Augenbewegung zur Auswertung heranziehen, doch wird im allgemeinen die Zeit T ausreichen.
- 6. Nun kann die Zeit T (oder auch weitere Bewegungsdaten des Auges) mit einem Toleranzbereich verglichen werden. In jedem Falle erfolgt nach dem Einzelschritt f) eine Speicherung und/oder eine entsprechende Anzeige. Dies kann in Form eines Ausdruckes auf Papier oder einer Darstellung auf einem Display erfolgen. Vorteilhaft ist die Angabe eines "Scores", d.h. einer Unterteilung des möglichen Variationsbereiches in Zeitverschiebungen, die in einem Bereich von "sehr gut", "gut" etc. liegen, oder man gibt einen zahlenmässigen "Score" an, um jedenfalls so auch ungeschultes Personal auf einfache Weise zu informieren, wie die Fahrtüchtigkeit bzw. die Reaktionsfähigkeit der getesteten Person liegt. Ist diese Fahrtüchtigkeit bzw. Reaktionsfähigkeit ungenügend, dann wird es angezeigt sein, dies durch weitere, länger dauernde Tests auch zu belegen. Zum Vergleich sei bemerkt, dass der erfindungsgemässe Test im allgemeinen kaum länger als fünf Minuten dauern wird und doch bereits eine aussagekräftige Beurteilung über den Fahrtüchtigkeitszustand bzw. das Reaktionsvermögen einer getesteten Person zulässt.
- 1. In a practical and advantageous embodiment, the computer put an imaginary horizontal line through the center of this circle, with an intersection of this line with the circle being made on the perimeter, the intersection points thus obtained forming a first pair of points to be tracked.
- 2. One can increase the accuracy of the measurement, if desired, in an additional step by not satisfied with these two points, but continues to track the horizontal line to find the boundary between Iris and Sclera (Limbus) and thus two more To gain points. Algorithms for determining these transitions or edges of an image are known per se in large numbers. Preferred (and most accurate) is a differentiation-based edge detection algorithm. Thus, one obtains - at least in the "zero position" (see S in Fig. 1) corresponding position of the eye - a total of four points (left and right at the pupil edge and left and right on the limbus).
- 3. The image evaluation according to the above steps b) and c) can be performed on the basis of several image sequences, if a single sequence should be indefinite, but in general it will be so that one can determine all these points on the basis of the first sequence , Therefore, in each succeeding image, the position of the two or four points, each using the edge detection algorithm, can track the movement of the eye. Thus, four coordinate series are obtained for each sequence, which describe the position in the horizontal (it has already been mentioned that the stimulus movement in the horizontal is preferred) of the respective points to be tracked as a function of time (see Fig. 2).
- 4. Since the imaging geometry is known, the coordinates obtained in step d) can be converted into angles. The required, a priori unknown eye diameter (ie not the diameter of the pupil itself, which has already been determined in a single step a)) can be estimated for the time being. If desired, this estimate can then be made more accurate with methods known per se.
- 5. Thus one obtains the values for eye movement as a function of time, for example in the form of curves. These values or curves are then evaluated in a further single step so that (see Fig. 2) the latency time T (di the time between the beginning of the movement of the stimulus t 0 and the beginning of the deflection of the eye S a ) and if necessary, the rotational speed of the eye is determined. If desired, higher derivatives of the eye movement can be used for the evaluation, but in general the time T will be sufficient.
- 6. Now the time T (or also further movement data of the eye) can be compared with a tolerance range. In any case, a storage and / or a corresponding display takes place after the individual step f). This can be done in the form of a printout on paper or a presentation on a display. Advantageously, the indication of a "score", ie a subdivision of the possible range of variation in time shifts, which are in a range of "very good", "good", etc., or one gives a numerical "score", at least so also untrained To inform staff in an easy way, how the ability to drive or the responsiveness of the tested person lies. Is this ability to drive or responsiveness insufficient, then it will be appropriate to prove this by further, longer lasting tests. For comparison, it should be noted that the test according to the invention will in general hardly take more than five minutes and yet already permits a meaningful assessment of the ability to drive or the reactivity of a tested person.
Im Rahmen der Erfindung sind zahlreiche Varianten denkbar. Beispielsweise ist zwar die Messung der Reaktionszeit t die einfachste und für den Zweck signifikanteste, doch ist das erfindungsgemässe Verfahren auch beispielsweise für hirngeschädigte Patienten oder in anderen neurologisch zu untersuchenden Fällen anwendbar, wobei dann es unter Umständen darauf ankommt, welchen 2-dimensionalen Verlauf die Augenbewegung (dazu ist ein zweidimensionaler "Bildschirm" vorteilhaft) nimmt, d.h. ob sie direkt auf den die Position wechselnden Stimulus blickt oder dies über Umwege tut. In diesem Falle kann der 2-dimensionale Bewegungsverlauf des Stimulus, demjenigen des Auges gegenübergestellt und aus den Abweichungen ein entsprechendes Testsignal gewonnen werden. Statt der Verwendung einer Kamera 3 mag es für einfachere Anordnungen auch ausreichend sein, mehrere lichtempfindliche Elemente (Photodioden, Phototransistoren), z.B. in einem Array, zu verwenden. Auch wurde eingangs bereits darauf hingewiesen, dass sich der Test für alle Personen eignet, die einer starken Beanspruchung, wie etwa beim Hochleistungssport, bei Erbringung einer Leistung unter extremen Umständen, wie Besteigung von Bergen extremer Höhe etc. unterworfen sind. Hat man eine NORMAL-Reaktionszeit definiert oder bei einer bestimmten Person gemessen, dann kann eine Überreaktion, wie sie etwa in Doping-Fällen vorkommen kann, mit Hilfe des erfindungsgemässen Verfahrens ebenfalls bestimmt werden. Hier wird also der Ausdruck "neurologische Beeinträchtigung" in seinem allgemeinsten Sinne gebraucht.In the context of the invention numerous variants are conceivable. For example, although the measurement of the reaction time t is the simplest and most significant for the purpose, but the inventive method is also applicable, for example, for brain-damaged patients or in other neurological cases to be examined, in which case it depends on which 2-dimensional course the eye movement (this is a two-dimensional "screen" advantageous) takes, ie whether she is looking directly at the position-changing stimulus or doing so indirectly. In this case, the 2-dimensional course of the movement of the stimulus can be compared with that of the eye and a corresponding test signal can be obtained from the deviations. Instead of using a
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